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第8章波形的发生和信号的转换自测题一、改错：改正图T8.1所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波振荡。
要求不能改变放大电路的基本接法（共射、共基、共集）。
(a) (b)图T8.1解：(a)加集电极电阻R c及放大电路输入端的耦合电容。
(b)变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同名端。
二、试将图T8.2所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。
图T8.2解：④、⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。
如解图T8.2所示。
解图T8.2三、已知图T8.3(a)所示方框图各点的波形如图(b)所示，填写各电路的名称。
电路1为正弦波振荡电路，电路2为同相输入过零比较器，电路3为反相输入积分运算电路，电路4 为同相输入滞回比较器。
(a)(b)图T8.3四、试分别求出图T8.4所示各电路的电压传输特性。
(a) (b)图T8.4解：图(a)所示电路为同相输入的过零比较器；图(b)所示电路为同相输入的滞回比较器，两个阈值电压为±U T =±U Z。
两个电路的电压传输特性如解图T8.5所示。
解图T8.4五、电路如图T8.5所示。
图T8.5(1)分别说明A 1和A 2各构成哪种基本电路； (2)求出u O1与u O 的关系曲线u O1=f (u O )； (3)求出u O 与u O1的运算关系式u O =f (u O1)； (4)定性画出u O1与u O 的波形；(5)说明若要提高振荡频率，则可以改变哪些电路参数，如何改变？解:(1)A 1：滞回比较器；A 2：积分运算电路。
(2)根据12111112121()02P O O O O N R R u u u u u u R R R R =⋅+⋅=+==++可得：8T U V ±=±u O1与u O 的关系曲线如解图T8.5 (a)所示。
(3) u O 与u O1的运算关系式1211121141()()2000()()O O O O O u u t t u t u t t u t R C=--+=--+ (4) u O1与u O 的波形如解图T8.5(b)所示。
第八章习题参考答案1. 设图8.58中A 均为理想运算放大器，试求各电路的输出电压。
(a)U o2Ωk 10Ωk 20(b)2V(c)U o3图8.58 题1图1． 解答：对图（a ），根据运放虚短、虚断的特点可以得到Ω-=Ω-k 1002k 2021o U 进一步可以求得V 61o =U对图（b ），根据运放虚短、虚断的特点可以得到Ω-=Ω-k 20V2k 100V 22o U 进一步可以求得V 62o =U对图（c ），根据运放的虚短、虚断特性容易求得V 2o3=U2. 电路如图8.59所示，集成运放输出电压的最大幅值为±14V ，U i为2V 的直流信号，分别求出下列各种情况下的输出电压。
（1）R 2短路；（2）R 3短路；（3）R 4短路；（4）R 4断路。
o图8.59 题2图2． 解答：（1）02=R 时可以得到⎪⎩⎪⎨⎧-==1i3o M 0R U R U U ，求得V 4o-=U（2）03=R 时可以得到⎪⎩⎪⎨⎧=-=-=M oi 12M V4UU U R R U（3）04=R 时2R 支路无电流，放大电路相当于开环应用， V 14o -=U （4）∞=4R 时可以得到V 8i 132o -=+-=U R R R U3. 如图8.60所示电路，设A 为理想集成运算放大器。
（1） 写出U o 的表达式；（2）若R f =3k Ω，R 1=1.5k Ω，R 2=1k Ω，稳压管VZ 的稳定电压值U Z =1.5V ，求U o 的值。
图8.60 题3图3．解答：（1）图中的集成运算放大器组成了同相比例运算电路，其输出电压表达式为P 1f N 1f o 11U R R U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+= 当稳压管VZ 的稳定电压值V 10Z<U 时，Z P U U =，输出电压表达式为Z 1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+= 当稳压管VZ 的稳定电压值V 10Z>U 时，k P U U =，输出电压表达式为k 1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=（2）V 10V 5.1Z<=U ，故输出电压表达式为Z 1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=将Ω=k 3f R ，Ω=k 5.11R ，V 5.1Z =U 代入上式得V5.4V 5.1k 5.1k 31o =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛ΩΩ+=U4. 如图8.61所示电路中，A 为理想运算放大器，已知R 1=R w =10k Ω，R 2=20k Ω，U i =1V ，输出电压的最大值为±12V ，试分别求出当电位器R w 的滑动端移到最上端、中间位置和最小端时的输出电压U o 的值。
习题题 8-1 试用相位平衡条件和幅度平衡条件，判断图P8-1中各电路是否可能产生正弦波振荡，简述理由。
（a ） （b ）（c ） （d ）EE（e ）8-1解：(a)不能振荡，o o A F 18090~90o ϕϕ==+-因，而，故不能满足相位平衡条件。
(b) 不能振荡，虽然电路能够满足相位平衡条件，但当oF 0ϕ=时，13F =，而电压跟随器的1A =，故不能同时满足幅度平衡条件。
(c) 不能振荡，o o oA F F 180RC 0~180180o ϕϕϕ==因，两节电路的，但当接近时，其输出电压接近于零，故不能同时满足幅度平衡条件。
图 P8-1(d) 不能振荡，放大电路为同相接法，A 0oϕ=，选频网络为三节RC 低通电路，o o F 0~270ϕ=-，但欲达到o F 0ϕ=，只能使频率f=0。
(e)可能振荡，差分放大电路从VT2的集电极输出时A 0oϕ=，而选频网络为RC 串并联电路，当f=f0时，oF 0ϕ=，满足相位平衡条件。
题 8-2 中图P8-2电路中① 将图中A 、B 、C 、D 四点连接，使之成为一个正弦波振荡电路，请将连线画在图上。
② 根据图中给定的电路参数，估算振荡频率f o 。
③ 为保证电路起振，R 2应为多大？A B解：① B 与C 连接；A 与D 连接 ②036111061Hz 2π2 3.147.5100.0210f RC -===⨯⨯⨯⨯⨯=1.06kHz ③保证电路起振，同相比例放大倍数大于3，即2113R R +>，R 2=20kΩ 题 8-3 在图P8-3中① 判断电路是否满足正弦波振荡的相位平衡条件。
如不满足，修改电路接线使之满足(画在图上)。
② 在图示参数下能否保证起振荡条件？如不能，应调节哪个参数，调到什么值？③ 起掁以后，振荡频率f o =?④ 如果希望提高振荡频率f o ，可以改变哪些参数，增大还是减小？ ⑤ 如果要求改善波形，减小非线性失真，应调节哪个参数，增大还是减小？图 P8-2VT 1VT2C 1 C 2 C 3 C R R b12 R b11R e1 R F R b21R b22R C R e2R c2 +V CCU o. ＋＋＋0.01μF3kΩ 4.7kΩR c1 3kΩ 0.01μF2.7kΩ本题意图是掌握文氏电桥RC 振荡电路的工作原理及其振荡频率和起振条件的估算方法。
习题八8-1 由三个理想运放组成的电路如图题8-1所示，i u =5t ωsin ，t =0时，积分电容上的电压为零，试画出对应的u 、u 和u 的波形，并在图上标出幅值的大小。
解：本电路由三级运放组成，第一级是反相输入比例放大电路，输入为i u =5t ωsin ，根据反相放大器的工作特性，可得：1o u ＝21i R u R -=10sin t ω- 其波形如图题解8-1（b ）所示。
第二级为过零比较器，信号由反相输入端输入，输出端用稳压管双向限幅，电压为±5V ，故2o u 的波形如图题解8-1（c ）所示。
第三级为积分电路，其输入信号2o u 为方波，积分电路的输出3o u 可分段算出：当t ＝0～0.1s ，2o u ＝5V 时，0.1s 末的3o u 为3o u ＝0.12031o u dt R C-⎰ ＝3650.1100100.510-⨯-⨯⨯⨯＝－10V当t ＝0.1～0.2s ，2o u ＝－5V 时，0.2s 时的3o u 为3o u ＝－100.220.131o u dt R C -⎰＝－10－3650.1100100.510--⨯⨯⨯⨯＝0V因此，可得3o u 的波形如图题解8-1（d ）所示。
8-2 试求图题8-2所示振荡电路的振荡频率osc f 和满足振幅起振条件所需f R 的最小值，运放为理想运放。
R f图题解8-1图8.24解：振荡器的震荡频率由RC 串并联连选项频网络确定。
在选频网络中，Ω===K R R R R 5//432，C=0.01F μ,，由此可得Hz RC f osc 3631018.31001.01052121⨯=⨯⨯÷⨯==-ππ放大器有两级构成，增益为14241)(R R R R R R R A f f f =--=•当osc f f =时，31max ==F F 为满足振幅起振条件1>••F A ，则A>3据此可以满足振幅起振条件所需的R 1的最小值，则412R R R f >3，R f >413R R =17.22k Ω R f 的最小值为17.22k Ω8-3 正弦波振荡电路如图8.25所示，已知=4k Ω，2R =5k Ω，p R 在0~5k Ω范围内可调，设运放是理想的，振幅稳定后二极1R 管的动态电阻近似为d r =500Ω，求p R 的阻值。
模拟电子技术作业答案
班级_________ _ 学号_____ __ 姓名_____________
第8章 信号产生电路
1．某学生连接一个如图1所示的文氏电桥振荡器，
但电路不振荡，请你帮他找出错误，
并在图中加以改正，要求不增、减元器件。
图1 图2
解：电阻R 1和R 2阻值选择有误，不满足起振条件，可将它们的阻值互换。
集成运放A 输入端正、负极性有误，可将其极性互换。
2．设图2所示电路中的A 1、A 2均为理想运放，请回答下列问题：
（1）为使该电路有可能产生正弦波振荡，试分别用“＋”、“－”号标出A 1的同相输入端和反相输入端；
（2）若采用一只负温度系数的热敏电阻R t 来稳定该电路输出振幅，试问R t 应取代电路中的哪只电阻？
解：1．上“－”、下“＋” 2．R t 取代R f
3．电路如图3
所示，试用相位平衡条件判断哪个能振荡，哪个不能，说明理由。
(a) (b)
(c) (d)
图3
解：（a）可能（b）不能（c）不能（d）可能
应在（b）所示电路电感反馈回路中加耦合电容。
应在（c）所示电路放大电路的输入端（基极）加耦合电容，且将变压器的同铭端改为原边的上端和副边的上端为同铭端，或它们的下端为同铭端。
改正后的电路如图所示。
第八章波形的发生和信号的转换自测题一、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。
（1）在图T8.1所示方框图中，若φF＝180°，则只有当φA＝±180°时，电路才能产生正弦波振荡。
（）图T8.1（2）只要电路引入了正反馈，就一定会产生正弦波振荡。
（）（3）凡是振荡电路中的集成运放均工作在线性区。
（）（4）非正弦波振荡电路与正弦波振荡电路的振荡条件完全相同。
（）解：（1）√（2）×（3）×（4）×二、改错：改正图T8.2所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波振荡。
要求不能改变放大电路的基本接法（共射、共基、共集）。
图T8.2解：（a）加集电极电阻R c及放大电路输入端的耦合电容。
（b）变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同铭端。
三、试将图T8.3所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。
图T8.3解：④、⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。
如解图T8.3所示。
解图T8.3四、已知图T8.4（a）所示方框图各点的波形如图（b）所示，填写各电路的名称。
电路1为，电路2为，电路3为，电路4为。
图T8.4解：正弦波振荡电路，同相输入过零比较器，反相输入积分运算电路，同相输入滞回比较器。
五、试分别求出图T8.5所示各电路的电压传输特性。
图T8.5解：图（a）所示电路为同相输入的过零比较器；图（b）所示电路为同相输入的滞回比较器，两个阈值电压为±U T＝±0.5U Z。
两个电路的电压传输特性如解图T8.5所示解图T8.5六、电路如图T8.6所示。
图T8.6（1）分别说明A1和A2各构成哪种基本电路；（2）求出u O1与u O的关系曲线u O1＝f（u O）；（3）求出u O与u O1的运算关系式u O＝f（u O1）；（4）定性画出u O 1与u O 的波形； （5）说明若要提高振荡频率，则可以改变哪些电路参数，如何改变。
第8章信号处理电路一、填空题1．有源滤波电路中的集成运放工作在区，集成运放的作用是作为元件，电路中通常引入一个。
2．电压比较器中的集成运放工作在区，集成运放的作用是作为元件，集成运放一般工作在状态，或引入一个（如滞回比较器）。
3. 信号处理电路中，为了在有效信号中抑制50Hz的工频干扰，应该选用滤波器；为了抑制频率高于20MHz的噪声，应该选用滤波器。
4. 信号处理电路中，为了保证有效信号为20Hz至200kHz的音频信号，而消除其他频率的干扰及噪声，应该选用滤波器；为了抑制频率低于100Hz的信号，应该选用滤波器。
二、选择题1. 信号处理电路中，为了在有效信号中抑制50Hz的工频干扰，应该选用哪种滤波器？（）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器2. 信号处理电路中，为了抑制频率高于20MHz的噪声，应该选用哪种滤波器？（）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器3. 信号处理电路中，为了保证有效信号为20Hz至200kHz的音频信号，而消除其他频率的干扰及噪声，应该选用哪种滤波器？（）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器4. 信号处理电路中，为了抑制频率低于100Hz的信号，应该选用哪种滤波器？（）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器三、大题（共5题）1. 在如图所示的电路中，已知稳压管的稳压值为U Z = ±7V，将正弦信号u I = 15sin wt送到该电路的输入端，(1)试求比较器的门限电平，并画出电路的传输特性；(2)试画出输出电压u O的波形。
2. 在下图(a)所示的单限比较器电路中，假设集成运放为理想运放，参考电压U REF = -3V，稳压管的反向击穿电压U Z = ±5V，电阻R1 = 20kΩ，R2 = 30kΩ。
(1)试求比较器的门限电平，并画出电路的传输特性；(2)若输入电压u I是下图(b)所示幅度为±4V的三角波，试画出比较器相应的输出电压u O的波形。
8-1、判断下列各图所示各电路是否可能产生正弦波振荡，简述理由。
设图（b）中C4容量远大于其它三个电容的容量。
8-2、电路如图所示，试求解：（1）R W的下限值；（2）振荡频率的调节范围。
8-3、电路如图所示，稳压管D Z起稳幅作用，其稳定电压±U Z＝±6V。
试估算：（1）输出电压不失真情况下的有效值；（2）振荡频率。
8-4、电路如图所示。
（1）为使电路产生正弦波振荡，标出集成运放的“＋”和“－”；并说明电路是哪种正弦波振荡电路。
（2）若R1短路，则电路将产生什么现象？（3）若R 1断路，则电路将产生什么现象？（4）若R F 短路，则电路将产生什么现象？（5）若R F 断路，则电路将产生什么现象？8-5、下图所示电路为正交正弦波振荡电路，它可产生频率相同的正弦信号和余弦信号。
已知稳压管的稳定电压±U Z ＝±6V ，R 1＝R 2＝R 3＝R 4＝R 5＝R ，C 1＝C 2＝C 。
（1） 试分析电路为什么能够满足产生正弦波振荡的条件；（2） 求出电路的振荡频率；（3）画出o1U 和o2U 的波形图，要求表示出它们的相位关系，并分别求出它们的峰值。
8-6、试分别求解如图所示各电路的电压传输特性。
专业姓名学号成绩8-7、已知三个电压比较器的电压传输特性分别如图（a）、（b）、（c）所示，它们的输入电压波形均如图（d）所示，试画出u O1、u O2和u O3的波形。
8-8、设计三个电压比较器，它们的电压传输特性分别如题8-7图（a）、（b）、（c）所示。
要求合理选择电路中各电阻的阻值，限定最大值为50kΩ。
8-9、在如图所示电路中，已知R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，C＝0.01μF，集成运放的最大输出电压幅值为±12V，二极管的动态电阻可忽略不计。
（1）求出电路的振荡周期；（2）画出u O和u C的波形。
8-10、如图所示电路为某同学所接的方波发生电路，试找出图中的三个错误，并改正。
第八章习题参考答案1. 设图8.58中A 均为理想运算放大器，试求各电路的输出电压。
Ωk 10Ωk 20(a)U o2(b)Ωk 202V(c)U o3图8.58 题1图1．解答：对图（a ），根据运放虚短、虚断的特点可以得到Ω-=Ω-k 1002k 2021o U 进一步可以求得V61o =U 对图（b ），根据运放虚短、虚断的特点可以得到Ω-=Ω-k 20V2k 100V 22o U 进一步可以求得V62o =U 对图（c ），根据运放的虚短、虚断特性容易求得V2o3=U 2. 电路如图8.59所示，集成运放输出电压的最大幅值为14V，U i 为2V 的直流信号，分别求出下列各种情况下的输出电压。
±（1）R 2短路；（2）R 3短路；（3）R 4短路；（4）R 4断路。
o图8.59 题2图2．解答：（1）时可以得到，求得02=R ⎪⎩⎪⎨⎧-==1i3o M 0R U R U U V4o-=U （2）时可以得到03=R ⎪⎩⎪⎨⎧=-=-=M oi 12M V4UU U R R U （3）时支路无电流，放大电路相当于开环应用， 04=R 2R V14o -=U （4）时可以得到∞=4R V 8i 132o -=+-=U R R R U 3. 如图8.60所示电路，设A 为理想集成运算放大器。
（1）写出U o 的表达式；（2）若R f =3k ，R 1=1.5k ，R 2=1k ，稳压管VZ 的稳定电压值U Z =1.5V ，求U o 的值。
ΩΩΩ图8.60 题3图3．解答：（1）图中的集成运算放大器组成了同相比例运算电路，其输出电压表达式为P 1f N 1f o 11U R R U R R U ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=当稳压管VZ 的稳定电压值时，，输出电压表达式为V 10Z<U Z P U U =Z 1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=当稳压管VZ 的稳定电压值时，，输出电压表达式为V 10Z>U k P U U =k1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=（2），故输出电压表达式为V 10V 5.1Z<=U Z 1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=将，，代入上式得Ω=k 3fR Ω=k 5.11R V 5.1Z =U V5.4V 5.1k 5.1k 31o =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛ΩΩ+=U 4. 如图8.61所示电路中，A 为理想运算放大器，已知R 1=R w =10k ，R 2=20k ，U i =1V ，输出电压的最大值为12V ，试分ΩΩ±别求出当电位器R w 的滑动端移到最上端、中间位置和最小端时的输出电压U o 的值。
